抑郁症患者的大脑损伤不一定可逆，经过治疗以后病情较短的功能性变化能恢复到正常范围，具体如下：
1、短期发作：若经积极治疗，脑功能损害、血流改变、递质水平下降等情况可以恢复正常；
2、病情时间较长：可导致神经细胞及脑结构出现器质性改变，很难逆转。
抑郁症患者的大脑损伤可表现在以下情况：
1、脑生化方面：神经递质功能紊乱、内稳态功能失调、5-羟色胺功能活动水平下降可能与抑郁症发病有关；
2、神经内分泌方面：下丘脑-垂体-肾上腺轴可在抑郁症发作时出现功能异常，神经免疫学出现改变，睡眠时脑电生理可出现异常；
3、脑结构影像学研究方面：长期抑郁则出现脑室扩大、脑沟增宽、小脑萎缩、半球间隙增宽、放射密度增高或者减低。
功能影像研究发现抑郁症患者大脑前额叶背侧皮质、额叶近框部的皮质、下丘脑、小脑、尾状核、海马、杏仁核等部位存在代谢、血流异常，
这种异常在疾病不同时期、药物治疗前后，以及内源性抑郁和外源性的抑郁之间存在着差异。